渐开线斜齿圆柱齿轮传动

第一章渐开线圆柱齿轮传动§1-1 齿轮的基本概念一．齿轮的分类及用途齿轮是机械中常用的一种零件，它的用途传递动力或传递运动。

通常齿轮同时起着这两种作用，但有主次之分。

有些齿轮以传递动力为主，如各种减速机、变速器中的齿轮；有些齿轮以传递运动为主，如机床中的分度齿轮。

常用的齿轮按其轮廓外形不同可分为三类：1．圆柱齿轮其轮廓外形是圆柱形。

按其牙齿的直斜不同，又可分为：1）直齿圆柱齿轮，简称直齿轮；2）斜齿圆柱齿轮，简称斜齿轮。

在这类齿轮中，有两种特殊变态形式：1）齿条齿数为无穷多的齿轮，其渐开线由曲线演变成直线，其外形由圆柱形演变为长条形，其运动由转动演变为直线移动。

2）蜗轮副斜齿轮的变态。

2．圆锥齿轮其轮廓外形是圆锥形。

按其牙齿的直斜不同，又可分为：1）直齿圆锥齿轮；2）弧齿圆锥齿轮。

以上两类齿轮，常用于平行轴或交叉轴之间作等速传动。

所谓等速传动是指当主动轮匀速转动时，被动轮也作匀速转动，不考虑传动的运动误差。

3．非圆齿轮这类齿轮的轮廓外形不是圆的，如椭圆。

它们用于不等速传动。

二．齿轮传动的特点1．在传动过程中，瞬时传动比稳定，传递运动准确可靠；2．适用的功率和速度范围广泛；3．传动效率高，使用寿命长；4．与其它传动相比，在传动相同的功率情况下，尺寸小，结构紧凑。

三．齿轮传动的局限性1．不适于传递轴间距长的运动；2．传递直线运动不如液压平稳；3．制造成本较高，特别是高速、精密的齿轮。

四．齿轮的传动类型1．两轴线平行的传动：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮。

2．两轴线交叉或交错：直齿伞齿轮、螺旋齿伞齿轮，蜗轮副。

§1-2 齿廓啮合的基本定律一对齿轮的传动比是主动轮的角速度ω1与从动轮角速度ω2之比，通常用i 12表示，即一对齿轮的传动比是否恒定，取决于相互啮合的两个轮齿齿廓曲线的形状。

图1.2.1 定传动比传动的条件图1.2.1 表示齿轮1的齿廓C 1和齿轮2的齿廓C 2相互啮合，两齿廓在K 点相切，tt 是两齿廓的公切线，K 点称为啮合点。

齿轮传动1. 直齿圆柱齿轮传动（渐开线）齿轮圆周速度较低，通常为v<20m/s。

传递的功率范围较大，传动效率较高，互换性好，装配和维修方便,可进行变位切削及各种整形、修缘，应用广泛。

（1）外啮合直齿圆柱齿轮传动适用于两轴线平行的齿轮传动。

外啮合时两齿轮转向相反。

（2）内啮合直齿圆柱齿轮传动适用于两轴线平行的齿轮传动。

两齿轮转向相同。

（3）齿轮齿条直齿圆柱齿轮传动将齿轮的回转运动变为齿条的往复移动或将齿条的往复移动变为齿轮的回转运动。

2. 单圆弧齿轮传动单圆弧齿轮传动的小齿轮做成凸圆弧形；大齿轮的轮齿做成凹齿。

3. 斜齿圆柱齿轮传动适用于两轴线平行的齿轮传动。

外啮合时两齿轮转向相反。

内啮合两齿轮转向相同。

齿轮圆周速度比直齿圆柱齿轮高，适宜于高速重载传动。

传递的功率范围较大，功率可达45000kW，传动效率较高，互换性好，装配和维修方便,可进行变位切削及各种整形、修缘，应用广泛。

4. 人字齿圆柱齿轮传动适用于两轴线平行的齿轮传动。

啮合时两齿轮转向相反。

克服了平行轴斜齿圆柱齿轮传动轴向分力的问题。

但对轴系结构有了新的特别的要求。

5.直齿圆锥齿轮传动直齿圆锥齿轮传动多用于相交轴传动，传动效率比较高，一般可达98％，两齿轮轴线组成直角的锥齿轮副应用最为广泛。

直齿圆锥齿轮沿轮齿齿长方向为直线，而且其延长线相交于轴线。

6.斜齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮沿轮齿齿长方向为直线，但且其延长线不与于轴线相交。

7. 曲线齿锥齿轮传动比直齿锥齿轮传动平稳，噪声小、承载能力大。

但螺旋角会产生轴向力。

8. 交错轴齿轮传动由两个螺旋角不等（或螺旋角相等、旋向也相同）的斜齿轮组成的齿轮副。

两齿轮的轴线可成任意轴线。

缺点是齿面为点接触，齿面间的滑动速度大，所以承载能力和传动效率比较低，故只能用于轻载或传递运动的场合9.蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动传递交错轴的运动和动力。

传动比大，工作平稳，噪声较小，结构紧凑，在一定的条件下有自锁性能，但效率低，发热较大。

4.8斜齿圆柱齿轮传动一．斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点直线KK的轨迹－直齿轮的齿廓曲面啮合特点:沿齿宽同时进入或退出啮合。

突然加载或卸载，运动平稳性差，冲击、振动和噪音大。

斜直线KK的轨迹－斜齿轮的齿廓曲面→螺旋线渐开面βb－基圆柱上的螺旋角，两轮齿螺旋角方向相反。

啮合特点:接触线长度的变化：短→长→短，同时啮合轮齿对数多，重合度大，加载、卸载过程逐渐进行→传动平稳、冲击、振动和噪音较小，适宜高速、重载传动。

齿面接触线始终与K-K线平行并且位于两基圆的公切面内。

斜齿轮端面齿廓曲线为标准渐开线，相当于直齿圆柱齿轮传动，满足定传动比要求。

二．斜齿圆柱齿轮传动的几何参数和尺寸计算两个螺旋角:基圆柱螺旋角βb ，分度圆柱螺旋角β（基本参数） 斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的根本区别在螺旋角β＞0，由此导致各截面上参数的不同。

β的取值：8－12°术语：端面―与轴线垂直的平面 法面―与轮齿垂直的平面βb 与分度圆柱螺旋角β的关系z P d tg πβ=，z bb P d tg πβ=两式相比：t bb dd tg tg αββcos == 或 t btg tg αββcos =t α― 端面压力角P t ―端面齿距，P n ―法面齿距βcos t n P P =，或 βcos /n t P P =齿距与模数的关系为：n n m P π=，t t m P π=故t m 与n m 的关系为：βcos t n m m =，或 βcos /n t m m =重要慨念：1．斜齿圆柱齿轮在端面上具有标准渐开线，故齿轮基本尺寸计算在端面上进行（d 、d f 、d a 、d b 、a ）。

2．斜齿圆柱齿轮的加工，在垂直于法面上沿齿向进刀，故在法面上具有标准模数n m 、标准压力角n α、标准齿顶高系数*a h 和标准齿顶间隙系数*C 。

端面压力角和法面压力角的关系：βααcos /n t tg tg = （P180）分度圆直径：βcos /n t zm zm d ==法面上*a h 和*C 具有标准值，故：n a a m h h *=，n af m C h h )(**+=，n a f a m C h h h h )2(**+=+= d 、d f 、d a 、d b 的计算与直齿圆柱齿轮相同。

一对渐开线标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件
1. 模数匹配：确保两个齿轮的模数相同，模数是齿轮齿数和齿轮齿距之比，决定了齿轮的尺寸。

模数的选择应满足设计要求，以保证齿轮的强度和耐用性。

2. 齿数匹配：两个齿轮的齿数应满足啮合条件，根据实际传动需求，确保奇偶齿数的组合可行且有效。

一般情况下，齿数较小的齿轮称为小齿轮，齿数较大的齿轮称为大齿轮。

3. 模数匹配导程：确保两个齿轮的导程在啮合时相等，导程是研究齿轮的基本参数之一，直接影响到齿轮的运动性能和传动效果。

同一模数下，齿轮的导程应一致。

4. 压力角匹配：确保两个齿轮的压力角相等，压力角是齿轮齿面上的法线与其轴线的夹角。

同一啮合副中的两个齿轮的压力角必须相等，以确保齿轮的啮合平稳和传动效率。

5. 正确的齿间隙：齿间隙是指两个啮合齿轮的齿在啮合时之间的间隙，用于避免齿轮啮合时产生卡滞或过紧。

齿间隙的大小要符合设计要求，并根据齿轮类型进行合理调整。

6. 合适的啮合角：啮合角是啮合齿轮齿廓线相对于齿轮轴线的夹角，影响齿轮的运动性能和传动效果。

正确的啮合角应根据实际应用和设计要求确定，以保证齿轮的平稳运转和传动效率。

7. 充分的润滑：为了减少摩擦和磨损，齿轮啮合处要充分润滑。

根据工作环境和负荷要求，选择合适的润滑方式和润滑剂，确保齿轮的运动平稳和寿命长。

正确的啮合条件对于渐开线标准斜齿圆柱齿轮的顺利运转和正常传动至关重要。

在设计和制造过程中，需要综合考虑以上要点，并进行合理调整和确认，确保齿轮的质量和性能达到要求。